Wir präsentieren ein Protokoll zur gleichzeitigen Erfassung von EEG/fMRI-Daten und zur synchronisierten MR-Uhrsignalaufzeichnung. Wir demonstrieren diese Methode anhand eines einzigartigen Paradigmas, bei dem Probanden beim Scannen Anweisungen zum “kalten Handschuh” erhalten und EEG/fMRI-Daten zusammen mit Handtemperaturmessungen sowohl vor als auch nach hypnotischer Induktion aufgezeichnet werden.
In der vorliegenden Arbeit zeigen wir eine Methode zur gleichzeitigen Erfassung von EEG/fMRI-Daten. In unserem Setup werden EEG-Daten mit einem 256-Kanal-Sensornetz mit hoher Dichte erfasst. Der EEG-Verstärker selbst ist in einem Field Isolation Containment System (FICS) enthalten, und MRT-Taktsignale werden mit der EEG-Datenerfassung zur nachfolgenden MR-Artefaktcharakterisierung und -entfernung synchronisiert. Wir demonstrieren diese Methode zuerst für die Datensammlung des Ruhezustands. Danach zeigen wir ein Protokoll zur EEG/fMRI-Datenaufzeichnung, während die Probanden ein Band hören, auf dem sie aufgefordert werden, sich vorzustellen, dass ihre linke Hand in ein Kaltwasserbad getaucht ist und hier als Kalthandschuhparadigma bezeichnet wird. Thermische Differenzen zwischen den einzelnen Handdaten werden während der gesamten EEG/fMRI-Datenerfassung mit einem MR-kompatiblen Temperatursensor gemessen, den wir zu diesem Zweck entwickelt haben. Wir erfassen Kalthandschuh-EEG/fMRI-Daten zusammen mit gleichzeitigen Differential-Handtemperaturmessungen sowohl vor als auch nach hypnotischer Induktion. Zwischen Pre- und Post-Sitzungen werden während des hypnotischen Induktions- und Tiefenbewertungsprozesses einzelne Modalitäts-EEG-Daten gesammelt. Unsere repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass signifikante Veränderungen im EEG-Leistungsspektrum während der hypnotischen Induktion gemessen werden können und dass Handtemperaturänderungen während des Kalthandschuhparadigmas mit unserem MR-kompatiblen Differentialthermometriegerät schnell erkannt werden können.
Seit seiner Gründung gab es erhebliche Kontroversen darüber, was Hypnose ist und wie genau messbare physiologische Veränderungen bei anfälligen Individuen entstehen. Studien, die darauf abzielen, die neuronalen Korrelationen von Hypnose und Reaktionen auf hypnotische Suggestion zu verstehen, haben in der Regel unterschiedlicheErgebnisse1 hervorgebracht, die zumindest teilweise auf Unterschiede in hypnotischen Induktions- und Suggestionstechniken2zurückzuführen sein können, was eine Motivation für eine detaillierte Methodik und Protokollbeschreibung liefert.
Obwohl Hypnose konventionell als ein Zustand der inneren Konzentration und fokussierte Aufmerksamkeit definiert wurde1,3, umfasst eine vollständigere operative Definition auch: vermindertes Bewusstsein für exogene Reize4, erhöhte Absorption5, oder mühelose Aufmerksamkeit auf Worte des Experimentators und vermindertes spontanes Denken6. Eine hypnotische Induktion ist im Allgemeinen definiert als eine Reihe von verbalen Anweisungen, die Hypnose und Absorption erleichtern6. Hypnotizabilität variiert stark zwischen Individuen, ist aber im Allgemeinen stabil innerhalb der Individuen im Laufe der Zeit7,8; Die Suggestibilität wird in der Regel in Form der Verhaltensreaktion auf Vorschläge gemessen, wobei die am häufigsten angewendete Metrik die Stanford Hypnotic Susceptibility Scale (SHSS) Form C9-12ist.
Studien, die die neuronalen Korrelate der Hypnose untersuchen, lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen. Entweder untersuchen sie Aktivitätsnetzwerke, die während der “Ruhezustandshypnose” intrinsisch aktiviert wurden, oder sie untersuchen Veränderungen der neuronalen Aktivität, die als Reaktion auf hypnotische Vorschläge auftreten6. In einer kürzlich durchgeführten EEG-Studie wurde festgestellt, dass hochgradig suggestible Individuen eine höhere ereignisbedingte Desynchronität des frontal-parietalen Netzwerks im Alpha-2-Band während der Hypnose im Vergleich zu niedrig suggestierbarenProbanden4 zeigten. Kürzlich hat die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) auch Veränderungen in vorderen Standardmodusnetzwerken während der “Ruhezustandshypnose” ohne eine entsprechende Erhöhung der Aktivität in anderenHirnbereichen2 aufgedeckt. Konvergierende Beweise deuten darauf hin, dass Hypnose mit dissoziierter vorderer Aufmerksamkeitskontrolle in Verbindung gebracht wird13.
Veränderungen der fMRI Blutsauerstoffspiegel abhängig (BOLD) Signale als Reaktion auf eine Vielzahl von hypnotischen Vorschlägen wurden auch vor kurzem berichtet14-23. Die Mehrheit der Suggestion-Response-Studien korreliert Gehirnsignalveränderungen mit subjektiven Bewertungen veränderter Wahrnehmung. Jedoch, hypnotische Vorschlag wurde auch verwendet, um physiologische Parameter wie Blutdruck, Herzfrequenz, und Subjekt Handtemperatur in Reaktion24zu ändern.
Hier erweitern wir diese früheren Erkenntnisse durch die Entwicklung eines experimentellen Paradigmas, das hier als “Kalthandschuh”-Paradigma bezeichnet wird, bei dem die Probanden angewiesen werden, wahrzunehmen, dass eine ihrer Hände in der Temperatur kälter ist als die andere, ohne eine externe physikalische Manipulation der Temperatur. Diese mündlichen Anweisungen werden über MR-kompatible Kopfhörer während der Datenaufzeichnung geliefert.
In der vorliegenden Arbeit zeigen wir zunächst unsere Methode zur simultanen EEG/fMRI-Datenerfassung. Anschließend zeigen wir das Kalthandschuhparadigma, das die Erfassung von EEG/fMRI-Daten zusammen mit Handtemperaturmessungen vor und nach hypnotischer Induktion umfasst. Unsere Methode zur hypnotischen Induktion umfasst einen ideomotorischen Vorschlag, der durch1beschrieben wird, gefolgt von einer Tiefenbewertung mit dem SSHS, Formular C. Wir erkennen zuverlässige Veränderungen im EEG-Leistungsspektrum, die nach hypnotischer Induktion auftreten. Wir zeigen auch, dass unser MRT-kompatibles Differentialthermometriegerät in der Lage ist, Handtemperaturänderungen während der gleichzeitigen EEG/fMRI-Datenerfassung zu messen. Dieses Verfahren kann wichtige quantitative EEG/fMRI-Messungen zur Beurteilung von Hirnsignaländerungen, die während der intrinsischen “Ruhezustand”-Hypnose auftreten, sowie die Messung von Signaländerungen als Reaktion auf hypnotische Hinweise auf eine veränderte thermische Wahrnehmung liefern.
Es scheint eine große Variabilität in Denkmethoden zu geben, die verwendet werden, um Probanden in einen Hypnosezustand zu induzieren1. Wir zeigen hier, dass ein Vorschlag für eine nichtvolitäre Motorbewegung gefolgt von der SHSS, Form C, zur Änderung des EEG-Leistungsspektrums verwendet werden kann. Wir stellen fest, dass, obwohl das in dieser Studie verwendete Thema in der Vergangenheit hypnotisiert worden war, es keinen Versuch über die Harvard Group Suggestibility Scale oder einen anderen Mechanismus gab, ein hochanfälliges Thema zu finden. Wir gehen davon aus, dass das Ausmaß der Veränderungen in EEG-Frequenz-Subbands wahrscheinlich je nach Anfälligitätsniveau variiert, wie berichtet wurde4.
Wir haben auch eine Einrichtung zur Messung von Handtemperaturschwankungen demonstriert, die während einer gleichzeitigen EEG/fMRI-Sitzung auftreten können. Obwohl Probanden schließlich lernen können, Handtemperaturänderungen ohne Hypnose mit Biofeedback-Cues zu erreichen, dauert dies in der Regel viele Trainingseinheiten26. Frischholz und Tryon26 waren nicht in der Lage, den Zusammenhang zwischen Veränderungen der Handtemperatur und hypnotischer Tiefe mit dem Kalthandschuh-Vorschlagsparadigma zu replizieren, im Gegensatz zu dem, von anderen27berichteten. Um diese Kontroverse beizulegen, sind zusätzliche Arbeiten erforderlich. Nichtsdestotrotz kann sich die Methode zur Messung von Handtemperaturänderungen während einer funktionellen Neuroimaging-Sitzung als nützlich bei der Beurteilung der neuronalen Korrelate des hypnotischen “Kalthandschuh”-Vorschlags nach hypnotischer Induktion erweisen.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde durch Mittel des Korean Basic Science Institute (KBSI) Stipendiums, Neuroimaging Studies of Hypnotically Induced Deception, unterstützt.
Equipment Name | Company | Catalogue Number | Comment |
Precision Monolithic Temperature Sensor | National Semiconductor Corporation | LM34/LM35 | 100 mV/°C; accurate to within ±0.4 °C at room temperature |
Precision Instrumentation Amplifier | National Semiconductor Corporation | INA114 | Part of Magnet Room I/O interface |
HydroCel Saline | Electrical Geodescis Inc. | N-PRT-KCL-1000-000 | |
HydroCel Geodesic Sensor Net with a 256-channel High Density Electrode Array | Electrical Geodescis Inc. | 256-channel HCGSN | |
Geodesics Photogrammetry System | Electrical Geodescis Inc. | EGI GPS | |
Pipettes | Electrical Geodescis Inc. | N-ACC-PIP-1000-000 |